전기차 대중화 성큼…‘고용량 배터리’ 본격 돈 들어오나

“전기차 이제 본격 장 선다”
한번 충전으로 550㎞까지
가격도 내연기관차 접근 전망
유럽 환경기준 올라가고
중국 2020년 보조금 폐지

우리에겐 유럽이 있잖아
세계 점유율 일·중에 뒤져
LG화학 8% 4위, 삼성SDI 3.5% 6위
유럽은 신규 차 상당수가
한국 기업 배터리 장착
LG 손익분기점 넘겼단 소식도

국내 3사 투자 경쟁
LG, 중국에 1조2천억 추가 투입
삼성SDI, 시안공장 증설 검토
후발주자 SK이노베이션도
헝가리·미·중에 공장 신·증설

그래픽_고영숙

일과를 마치고 집에 돌아오면 제일 먼저 하는 일. 종일 사용한 전자 기기들을 우선 충전하는 일이다. 배터리는 현대인의 삶과 때려야 땔 수 없는 존재가 되었다. 스마트폰에 이어 각종 코드리스(무선) 가전제품이 등장했고, 내연기관차에서 전기자동차로의 변화 속도도 빨라지고 있다. 산업계에서는 배터리를 ‘제2의 반도체’라고 부른다. 반도체 사용 제품이 많아지며 반도체 시장이 급성장했듯, 배터리 사용처 확대와 기술 진화가 이뤄지며 반도체에 버금가는 차세대 먹거리 산업이 되리란 전망이다.

최근 배터리 산업 성장의 ‘촉매제’는 단연 전기차다. 한 배터리 업계 관계자는 “전기차의 본격적인 생산·소비 시장은 지금부터 시작하고 있다”며 “이제 본격 장이 선다”고 말했다. 지금까지 전기차가 각사의 기술 수준을 선보이는 ‘미래 차’ 성격이었다면, ‘3세대 전기차’(자동차 업체가 순수 전기차에 쓰고자 개발한 플랫폼으로 만든 차)가 등장하는 앞으로는 대중화 단계에 진입한다는 얘기다. 한번 충전으로 주행 가능한 거리는 이미 400㎞ 가까이 훌쩍 진화했고 가격은 내연기관차 수준으로 낮아질 전망이다.

지난 23일 공식 출시행사를 한 기아차의 ‘쏘울 부스터’ 전기차(EV)에는 64㎾h의 고용량 배터리가 탑재돼 1회 충전으로 386㎞까지 달릴 수 있게 됐다. 최근 주행 테스트를 공개한 폭스바겐의 첫 순수 전기차 ‘I.D.’는 최대 550㎞까지 달릴 수 있다고 해 눈길을 끌었다.

국내 배터리 산업의 승부처는 단기적으론 유럽으로 꼽힌다. 미국 테슬라는 일본 파나소닉과 손잡고 배터리를 생산·탑재하고 있고, 중국 자동차회사들은 CATL, BYD 등 자국 배터리 공급업체들에 물량을 몰아줬다. 전기차 최대 생산기업(테슬라)과 최대 생산처(중국)에서 밀리다 보니, 시장조사업체 SNE리서치의 지난해 1∼11월 전 세계 전기차용 배터리 출하량 통계에서 국내 기업들은 일본·중국 기업들에 밀린 것으로 나타났다. 파나소닉(점유율 22.9%), CATL(21%), BYD(12.2%)에 이어 엘지(LG)화학이 4위(8%), 삼성에스디아이(SDI)가 6위(3.5%)였다.

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유럽으로 시야를 옮겨 보면 국내 기업들의 우위가 확연하다. 유럽에서 올해 출시되는 신규 전기차 모델(업그레이드 포함)은 무려 20종이다. 이 가운데 상당수가 엘지화학·삼성에스디아이·에스케이(SK)이노베이션 등 국내 배터리 3사에서 배터리를 공급받는데, 특히 아우디의 이트론(e-Tron), 재규어의 아이페이스(I-Pace), 포르쉐의 타이칸(Taycan)이 눈에 띈다. 이들 차엔 90∼95㎾h 대용량 배터리가 탑재되며, 모두 엘지화학이나 삼성에스디아이가 공급한다.

게다가 유럽연합(EU)은 2021년까지 자동차 한대당 온실가스(CO2) 배출량을 2021년까지 95g/㎞로 줄이기로 했던 데 이어, 지난해 연말 ‘2030년 배출량을 2021년 기준 37.5% 줄이겠다’고 추가 합의했다. 더욱 우호적인 시장 조건이 형성된 것이다. 한병화 유진투자증권 분석가는 “국내 배터리 업체들 수주 대부분이 유럽 완성차 업체들과 장기계약이라 국내 배터리 업체들에 긍정적”이라고 평가했다. 엘지화학이 지난해 4분기 중대형 배터리 부분에서 처음으로 손익분기점(BEP)을 달성했을 가능성이 높은 것으로 알려졌다.

‘돈이 되는 배터리’ 시대를 앞두고 불붙은 국내 3사의 글로벌 투자 경쟁도 눈에 띈다. 2020년에는 중국의 전기차 보조금 정책이 폐지돼 중국 업체들과 동등한 조건에서의 경쟁도 가능해질 전망이다. 엘지화학은 이달 초 중국 배터리 공장에 1조2천억을 추가 투자해 생산량 확대에 나선다고 밝혔다. 삼성에스디아이도 미국 미시간주 배터리팩 공장 증설에 나선 데 이어 중국 시안공장 증설을 검토 중이다. 배터리 후발주자로 여겨졌던 에스케이(SK)이노베이션의 경우 2022년 글로벌 ‘탑3’ 진입을 목표로 헝가리, 미국, 중국에서 동시다발적으로 배터리 공장을 신·증설하고 있다. 스위스투자은행 UBS는 “2025년 상위 5개 업체가 배터리 시장의 80%를 장악할 것“이라고 분석했다.

최하얀 기자 [e-mail]

접는 배터리는 아직…삼성 폴더블폰 “양쪽에 각각 배터리”?

휘어지는 배터리는 나와
스마트워치 시곗줄에 내장

삼성전자 폴더블폰 예상도. 렛츠고디지털

폴더블폰 등장 등으로 스마트폰 폼팩터(외양) 변화가 커지면서 배터리에 대한 관심도 높아지고 있다. 배터리도 휘어지는지, 많은 전력을 어떻게 충당하는지, 배터리 때문에 두께가 너무 두꺼워지는 것은 아닌지 등이다.

삼성전자가 다음달 20일 미국 샌프란시스코에서 공개할 폴더블폰에는 접히는 배터리가 아닌 주머니 형태의 일반 리튬이온폴리머 배터리가 들어간다. 스마트폰에 쓰이는 수천mAh의 대용량 배터리를 사고 없이 안정적으로 접었다 펼 수 있는 배터리 제조 기술은 아직 개발되지 않았다.

대신 삼성전자 폴더블폰에는 배터리 두 개가 접히지 않는 부분에 들어간다. 폴더블폰은 일반 스마트폰보다 전력 소모량이 많은데, 배터리 하나로는 한쪽이 너무 두꺼워지게 된다. 한 화학업계 관계자는 “폴더블폰은 대용량 배터리가 필요하지만 두께와 크기를 줄여야 한다. 결국 양쪽에 나눠 넣는 식으로 해결했을 것”이라고 말했다. 일반 스마트폰 배터리 용량은 2000~3000mAh이지만 삼성전자 폴더블폰에는 4000~6000mAh의 배터리가 들어가는 것으로 알려졌다.

국내 스타트업 리베스트가 만든 휘어지는 배터리 시곗줄을 단 스마트워치. 리베스트 누리집

국내 스타트업 리베스트가 만든 휘어지는 배터리. 리베스트 누리집

접히는 배터리도 있긴 하다. 국내 스타트업 기업인 리베스트는 수백mAh 용량의 휘어지는 배터리를 개발해 이달 초 미국 라스베이거스에서 열린 시이에스(CES)에 출품했다. 스마트워치 보조배터리 용도로 쓸 수 있도록 시곗줄에 휘어지는 배터리를 내장한 것이다. 이 회사 관계자는 “안정성과 활용성은 서로 상반되는데, 이를 동시에 높이는 기술을 개발하는 게 핵심”이라고 말했다.

최근에는 단순 무선 충전에서 한 단계 발전한 무선 전력 공유 배터리도 나오고 있다. 한 스마트폰에서 다른 스마트폰으로 전력을 나눠줄 수 있게 하는 기술이다. 이런 배터리는 지난해 10월 화웨이가 공개한 프리미엄 스마트폰 ‘메이트20프로’에 적용됐고, 다음달 출시될 삼성전자의 갤럭시에스(S)10에도 적용된 것으로 전해졌다. 다만 화웨이의 무선 공유 배터리는 충전속도가 느려 아직 활용성이 낮은 것으로 알려졌다.

고용량이면서 크기가 작은 배터리가 나오다보니 안정성에 대한 우려도 커진다. 2016년 출시 당시 최고의 스마트폰이라는 찬사를 받았던 갤럭시노트7이 배터리 발화로 최악의 스마트폰이 된 사례를 재연하지 않기 위해서다. 삼성전자는 당시 수백명의 엔지니어를 투입해 사고 원인을 조사했고 이후 대책 마련에 힘썼다. 엘지(LG)전자 역시 ‘배터리 평가랩(연구소)’에서 다양한 실험을 하고 있다. 엘지전자 관계자는 “충격, 압력, 관통 시험부터 열 노출, 난연성, 연속 충·방전 등 다양한 항목의 안전성 시험을 한다”며 “심지어 배터리를 폭발시켜 파편이 일정 범위 밖으로 튀지 않아야 합격 판정을 받을 수 있다”고 말했다.

폴더블폰, 5G폰 등 고용량 전력을 요구하는 스마트폰이 대거 등장하면서 스마트폰 배터리 시장은 반등의 계기를 맞을 것으로 기대한다. 한 대에 수천 개의 2차 전지가 들어가는 전기자동차 배터리 시장의 성장세에는 미치지 못하지만, 정체 상태였던 스마트폰 배터리 시장이 깨어날 것이라는 전망이다. 실제로 애플 아이폰은 2018년 출시 제품의 배터리 용량이 전년 제품보다 21.4% 늘어났고, 국내외 업체 스마트폰 등도 20%가량 배터리 용량을 높이는 추세다.

최현준 기자 [e-mail]

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